摘要：氣動機械手在我國各生產領域發(fā)揮著重要作用，現(xiàn)如今，傳統(tǒng)的氣動機械手已經很難滿足企業(yè)發(fā)展的需求，對氣動機械手的控制設計進行改造、更新是當前企業(yè)建設急需解決的首要問題。PLC控制的機械手具有價格便宜、結構簡單、抗干擾能力強等特點，在實際應用過程中取得了較高的效益。本文從氣動機械手的工作原理及控制要求著手，對通用氣動機械手的控制設計思路做了簡單介紹。

關鍵詞：氣動機械手;控制設計;控制要求

氣動機械手在生產領域發(fā)揮著不可替代的作用，具有結構簡單、價格低廉以及可靠性高等特點。氣動技術以壓力為動力，壓力主要來源于大氣，對環(huán)境污染較小是實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展自動化的重要手段之一。本文以氣動機械手的控制設計為主要研究對象，對其控制設計思路做了簡中介紹。

1.工作原理及控制要求

1.1氣動機械手的基本結構

近幾年，機械手在各生產領域得到了廣泛應用，尤其是污染比較嚴重的生產企業(yè)更加注重機械手的使用。氣動機械手的結構比較簡，主要組成部分有步進電機、直線導軌、氣缸（3個滑動氣缸、1個擺動氣缸）、傳感器、開關以及支架等，可以同時在多個坐標內工作。啟動裝置和PLC控制系統(tǒng)共同組成該氣動機械手的控制系統(tǒng)，控器以PLC控制系統(tǒng)為主，主要目的是控制機械于的運行。

1.2氣動機械手的控制要求

氣動機械于的控制要求有：第一，機械于啟動后，立柱電磁閥必須保持通電狀態(tài)，立柱開始上升;第二，機械手臂處于伸出狀態(tài)，電磁閥通電正常;第三，機械手爪夾緊，電磁閥處在通電狀態(tài);第四，機械手縮回，處于限位開關動作;第五，立柱保持順時針旋轉狀態(tài);第六，立柱逐漸下降，電磁閥關閉;第七，機械手臂伸出，重復之前動作;第八，立柱處于逆時針旋轉狀態(tài)，停門機械手工作;第九，進行手動操作，每次按下START按鈕，接收程序重復上述動作。

機械手自動控制的流程是：啟動一立柱上升一手臂伸出一手抓夾緊一手臂縮回一立柱順時針轉一立柱下降一手臂伸出一放開工件一手臂回縮一立柱逆時針轉，依次重復上述動作。

2.氣動機械手氣動系統(tǒng)設計

結合上文中介紹的機械手自動控制流程可以看出：為了保障機械手的正常運行，實際運行過程中的機械手通常需要4個氣缸（擺動氣缸、升降氣缸、伸縮氣缸以及氣爪氣缸）進行驅動。這理個氣缸在實際使用過程中都以雙作用氣缸為主，對控制電磁閥有嚴格要求，通常情況下，對4個氣缸進行控制的電磁閥必須由2個工作口、2個排氣口以及1個供氣口共同組成，因此，二位五通電磁閥是該過程電磁閥的首選。各個氣缸入氣口與出氣口位置必須安裝節(jié)流閥門，主要作用是調節(jié)進氣和出氣的流量大小，保障氣缸的穩(wěn)定和安全。為了提高機械手動作的安全性，通常會采用雙電控電磁閥對擺動氣缸進行控制，其他氣缸均有中電控電磁閥控制。

3.通用氣動機械手的控制設計思路

3.1氣動機械手的PL控制設計

氣動機械手的PLC控制設計受到了越來越多生產企業(yè)的重視，利用PLC控制機械手完成相關的生產動作，不僅可以提高生產效率，還能簡化傳統(tǒng)生產過程中，復雜的控制線路、減少成本支出，推動企從而推動企業(yè)的發(fā)展建設。氣動機械手的PLC控制設計需要考慮以下要求：

（1）確定PLC實際需要的輸入點數(shù)量。結合上文內容可知，PLC控制系統(tǒng)中，輸入信號端作用非常明顯，輸入信號端的信號主要來源于機械手中的行程開關，目的是對機械手的升降、伸縮以及轉動狀態(tài)進行檢測為了滿足系統(tǒng)控制的要求，需要結合多個按鈕信號傳達出的信息判斷機械手的運行狀態(tài)，確定PLC實際需要的輸入點數(shù)量還要求設置按鈕對機械手運行過程中使用的AUTO?MAN旋動開關進行控制。

（2）用戶程序存儲器容量的選擇。從PLC實際需要的輸入點數(shù)量的確定分析中可以看出，PLC氣動機械手控制系統(tǒng)需要24個開關量控制，存儲器的字數(shù)應該大于或等于輸出點數(shù)量的8倍，也就是192字。

（3）PLC型號的選擇。從上述分析中可以看出，輸入點個數(shù)必須大于或等于13個，輸出點個數(shù)大于或等于11個，存儲器的字數(shù)大于或等于192字，滿足以上要求的PLC才符合實際運行需求。

3.2PLC程序設計

本文中研究的氣動機械手在PLC控制下的執(zhí)行方式有兩種，筆者對這兩種方式做了如下介紹：手動。按下START按鈕后，機械手可以同時完成上升、伸出、縮回、轉動、下降、伸出、松開、縮回以及轉動等動作。手動執(zhí)行方式主要運用于工藝參數(shù)的摸索研究。自動。啟動按鈕開啟后，機械手可以重復循環(huán)上升、伸出、縮回、轉動、下降、伸出、松開、縮回以及轉動等動作。自動執(zhí)行方式}要運用于正常生產過程中。

3.3利用PLC進行控制的特點

利用PLC對氣動機械手進行控制，與傳統(tǒng)的控制方式，如純氣動控制以及繼電器/接觸器控制相比具有明顯的優(yōu)勢。第一，利用PLC進行控制的氣動機械手工作可靠性和安全性高，在提高生產效率的同時，還降低了人力資源的勞動強度;第二，氣動機械手控制系統(tǒng)由PLC控制部分和氣動控制部分共同組成;第三，利用PLC進行控制可以利用雙電控電磁閥或者中電控電磁閥以閥島進行氣路轉換，具有結構緊湊、可靠性高的特點;第四，行程開關可以有效控制信號信息;第五，利用PLC進行控制的氣動機械手可實現(xiàn)遠程控制，在生產中應用效果明顯。

4.結語

總之，氣動機械手在生產領域的作用越來越明顯，隨著經濟的發(fā)展，信息技術已經廣泛應用于各行各業(yè)，在實際應用過程中信息技術對通用PLC氣動機械手的影響尤為明顯。上文從機械手的工作原理及控制要求出發(fā)，分析了氣動機械手氣動系統(tǒng)設計思路，用PLC控制機械手與其他控制形式相比具有明顯的優(yōu)勢，為了促進生產行業(yè)的發(fā)展，生產企業(yè)必須明確通用氣動機械于的控制設計思路。

參考文獻：

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作者簡介：裴崇，男，碩士，廣東工業(yè)大學機電工程學院。